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.2008年2月8日;4(2):e29。
doi:10.1371/journal.ppat.0040029。

基孔肯雅病小鼠模型:年轻和低效的I型干扰素信号传导是严重疾病的危险因素

附属公司

基孔肯雅病小鼠模型:年轻和低效的I型干扰素信号传导是严重疾病的危险因素

塞雷斯·库德克等。 公共科学图书馆-病理学. .

摘要

基孔肯雅病毒(CHIKV)是一种重新合并的虫媒病毒,导致了印度洋地区和印度目前的大规模疫情。CHIKV感染通常会导致人类出现轻微疾病,其特征是发热、肌痛、关节痛和皮疹。最近在新生儿和有潜在疾病的成人中描述了涉及中枢神经系统(CNS)的严重CHIKV感染病例。CHIKV感染的病理生理学和疾病严重程度的基础尚不清楚。为了解决这些关键问题,我们开发了CHIKV感染的动物模型。我们在这里表明,虽然野生型(WT)成年小鼠对CHIKV感染具有抵抗力,但WT小鼠的新生儿易感,新生儿疾病的严重程度取决于年龄。部分(IFN-alpha/betaR(+/-))或完全(IFN-alpha/beta R(-/-))阻断I型IFN通路的成年小鼠分别发生轻度或重度感染。在轻度感染的小鼠中,在肝脏病毒复制爆发后,CHIKV主要作用于肌肉、关节和皮肤成纤维细胞,这种细胞和组织的嗜性与CHIKV感染者的活检样本中观察到的细胞和组织嗜性相似。在严重感染的情况下,CHIKV也会传播到包括CNS在内的其他组织,在CNS中它会专门针对脉络丛和软脑膜。总之,这些数据表明CHIKV相关症状与病毒组织和细胞取向相匹配,并证明成纤维细胞是CHIKV的主要靶细胞。这些数据还确定新生儿期和低效I型干扰素信号是严重CHIKV相关疾病的危险因素。开发一种宽容的小动物模型将加快未来疫苗和治疗候选药物的测试。

PubMed免责声明

利益冲突声明

相互竞争的利益。提交人声明,不存在相互竞争的利益。

数字

图1
图1。小鼠新生儿CHIKV感染
(A) 小鼠新生儿的存活率根据其年龄而定。给小鼠新生儿接种106通过ID途径观察CHIKV的PFU并观察其致死率(n个=每组6人)。(B) 9日龄新生儿组织中的病毒滴度。小鼠接种106CHIKV的PFU通过ID路由并在指定的时间点牺牲。用TCID50定量血清和组织中的感染病毒数量。每个数据点代表至少四只小鼠的算术平均值±SD。虚线表示检测阈值。
图2
图2。从干扰素α/β途径的完整性看小鼠CHIKV感染
(A) 接种10只小鼠的存活率6通过ID路由的CHIKV PFU(n个=每个类别6个)。(B) 干扰素-α/βR中的病毒滴度−/−,干扰素-α/βR+/−和WT成年小鼠通过ID途径感染20,106、和106PFU。在指定的时间点,处死小鼠,用TCID50定量血清和组织中的感染病毒数量。每个数据点代表至少四只小鼠的算术平均值±SD。虚线表示检测阈值。
图3
图3。小鼠CHIKV细胞和组织嗜性
干扰素-α/βR−/−接种20 PFU和IFN-α/βR的小鼠ID+/−ID接种106在D3pi处死PFU路径。在IFN-α/βR组织冰冻切片上进行多重免疫染色−/−小鼠(A到G)和IFN-α/βR+/−小鼠(I)和IFN-α/βR关节的透射电镜−/−小鼠(H)。Hoechst染色的细胞核呈蓝色,CHIKV呈红色(A至G和I)。基底层(IV型胶原)(A至D)和间充质细胞(波形蛋白)(I′)呈绿色。在所有这些图片中,条形图为10μm。肌肉成纤维细胞,特别是不被基底膜包围的细胞,在骨骼肌(a)的肌表膜(箭头)和肌内膜(箭头)中显示出强烈的CHIKV免疫染色。在骨骼肌(B和C)的肌内膜中,成纤维细胞(箭头)和极少数卫星细胞(箭头所示)容易识别为位于肌纤维基底层下方的单个单核细胞,并被标记为CHIKV抗原。在真皮深层(D和E)和关节囊(F和G)中也对成纤维细胞进行了CHIV免疫染色。(H) 接触的病毒颗粒(H和H′中的箭头)以及结缔组织细胞细胞质内的病毒颗粒的透射电子显微镜视图,由于周围没有基底层和相邻的I型胶原纤维,因此被确定为成纤维细胞。干扰素-α/βR骨骼肌CHIKV阳性感染细胞+/−小鼠(I),被鉴定为成纤维细胞,因为它们不被基底膜包围,并且表达波形蛋白(I′)。
图4
图4。小鼠新生儿CHIKV细胞和组织嗜性
90岁的干扰素-α/βR+/+小鼠感染了10只6通过ID路由的CHIKV PFU。免疫标记波形蛋白(B)和CHIKV(C)的感染肌肉结缔组织重叠图像(A)。骨骼肌纵切面苏木精-伊红染色(D)显示严重坏死性肌炎,肌纤维大量浸润和坏死。肌肉(E)和大脑(F)切片上CHIKV抗原(红色)和细胞核(蓝色)的免疫染色。注意,肌内膜显示出强烈的CHIKV免疫标记,以及软脑膜细胞。棒材为10μm。
图5
图5。CHIVV靶向脉络丛和脑膜组织,但不影响IFN-α/βR中BBB的通透性−/−老鼠
小鼠通过ID途径感染20个CHIKV PFU,并在D3pi处死。(A) 脑苏木精和伊红染色显示脉络丛上皮细胞严重空泡化(B)。用TCID50对分离脑膜和全脑中存在的感染病毒数量进行定量。每个数据点代表至少三只小鼠的算术平均值±SD(*< 0.05). (C) 静脉注射VI型HRP后,感染和模拟感染小鼠的代表性脑切片显示BBB的完整性,因为没有任何残留在血管中的染色泄漏。作为阳性对照,显示了嗜神经酵母新生隐球菌诱导的HRP泄漏(箭头),已知其会破坏BBB完整性。
图6
图6。小鼠中枢神经系统的CHIKV细胞和组织嗜性
干扰素-α/βR−/−通过ID途径接种20 PFU的小鼠在D3pi处死,并在脑冷冻切片上进行免疫染色。细胞核呈蓝色,CHIKV呈红色。基底膜(IV型胶原)呈紫色(A)或绿色(B),星形胶质细胞和胶质细胞界限蛋白(GFAP)呈绿色(A和C)。脑膜细胞(箭头)对CHIKV显示出强烈的免疫标记,而脑微血管(箭头)和胶质细胞则没有(a)。Virchow-Robin间隙显示CHIKV(B)、室管膜细胞(C)和脉络丛(D)的免疫染色。棒材为10μm。
图7
图7。血脑屏障组成细胞的体外易感性
在MOI为10时用CHIKV感染原代细胞,然后用免疫荧光检测病毒抗原。脉络丛上皮细胞的顶端(A)和基底(B)感染持续18小时。注意,与顶端感染相比,基底感染后的免疫荧光细胞数量较少。脑微血管内皮细胞感染48小时,但未检测到病毒抗原(C)。
图8
图8。妊娠期干扰素-α/βR的CHIKV感染−/−小鼠和人同步滋养层细胞对CHIKV的耐药性
(A) 孕鼠在妊娠16至18天期间通过ID途径感染20个CHIKV PFU。两天后,在血清和肝脏以及胎盘和胎儿(四位母亲,每个母亲三到六个胎儿)中测定病毒滴度。虚线表示检测阈值。(B) 将人合胞滋养层细胞系BeWo和人包皮成纤维细胞HFF作为阳性对照,在MOI为10时感染CHIKV,并在指定的时间点用TCID50滴定培养液中的病毒载量。每个数据点代表至少四个独立实验的算术平均值±SD。
图9
图9。人体组织样品中的CHIKV免疫标记
在人体组织中,在真皮(A)、骨骼肌(B)和关节囊(C)的成纤维细胞中检测到病毒抗原。棒材为10μm。

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引用人

工具书类

    1. Mason PJ,Haddow AJ。1952年至1953年,坦噶尼喀地区南部省的病毒病流行;关于基孔肯雅病毒分离和血清抗体的补充说明。Trans R Soc Trop Med Hyg.公司。1957;51:238–240.-公共医学
    1. Enserink M.传染病。大规模爆发引起人们对鲜为人知的病毒的新关注。科学。2006;311:1085.-公共医学
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